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将一块圆心角为,半径为20cm的扇形铁片裁成一块矩形,如下图所示有两种裁法:(让矩形一边在扇形的一条半径OA上,如图(1);或让矩形一边与扇形的弦AB平行,如图(2),请问哪一种裁法能得到最大面积的矩形?并求出这个最大值.

答案:
解析:

  解:在图(1)中,连结OM,设∠AOM=θ(<θ<)则矩形PQMN的面积为=|PQ|·|QM|=sinθcosθ=200

  在图(2)中,过O作OD⊥AB,分别交PQ、MN于E、F,则∠AOD=,设∠AOM=(),则|MF|=40sin().

  在△OMQ中,由正弦定理,得

  ∴|MQ|=

  ∴矩形PQMN的面积为=|MN|·|MQ|=

  

  ∴当,即时,有最大值为

  ∵>200,∴第二种裁法能得到最大面积是的矩形.


练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

将一块圆心角为
π
3
半径为a的扇形铁片截成一块矩形,如图,有两种裁法:让矩形一边在扇形的一半径OA上(图1)或让矩形一边与弦AB平行(图2)
(1)在图1中,设矩形一边PM的长为x,试把矩形PQRM的面积表示成关于x的函数;
(2)在图2中,设∠AOM=θ,试把矩形PQRM的面积表示成关于θ的函数;
(3)已知按图1的方案截得的矩形面积最大为
3
6
a2
,那么请问哪种裁法能得到最大面积的矩形?说明理由.

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科目:高中数学 来源: 题型:044

将一块圆心角为,半径为20cm的扇形铁片裁成一块矩形,如图有两种裁法:让矩形一边在扇形的一条半径OA上,或让矩形一边与弦AB平行,请问哪种裁法能得到最大面积的矩形,并求出这个最大值。

 

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科目:高中数学 来源: 题型:

将一块圆心角为,半径为㎝的扇形铁片裁成一块矩形,有如图(1)、(2)的两种裁法:让矩形一边在扇形的一条半径OA上,或让矩形一边与弦AB平行,请问哪 种裁法能得到最大面积的矩形?并求出这个最大值.

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科目:高中数学 来源: 题型:

课外研究题:将一块圆心角为,半径为20厘米的扇形铁片裁成一块矩形,请你设计裁法,使裁得矩形的面积最大?并说明理由.

教学建议:这是一个研究性学习内容,可让学生在课外两人一组合作完成,写成研究报告,在习题课上让学生交流研究结果,老师可适当进行点评。

参考答案:这是一个如何下料的问题,一般有如图(1)、图(2)的两种裁法:即让矩形一边在扇形的一条半径上,或让矩形一边与弦平行。从图形的特点来看,涉及到线段的长度和角度,将这些量放置在三角形中,通过解三角形求出矩形的边长,再计算出两种方案所得矩形的最大面积,加以比较,就可以得出问题的结论.

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